大气的垂直结构

大气中的气体由薄的信封被地球的引力。地球表面上方延伸数百英里没有明确的边界,大气中往往是子

分为垂直层根据一项独特的物理性质。这些属性包括热特性、化学成分、电气属性或密度。的大气的垂直结构被定义为在这些物理性质变化,每次变化确定一个新图层。

大气的密度是指单位体积质量的原子和分子的空气。正如所有气体,空气分子并不在一个固定的,严格的安排,和可以通过空间随机移动。没有上阈值包含单位体积质量存在,因此,空气密度可以波动。的平均密度空气在海平面的温度68华氏度(或20摄氏度)是1.2公斤。每立方。m。(或大约每立方1.2盎司。英国《金融时报》),以较低的高度和更多的逐渐下降迅速增加高度。

这个非线性空气密度和高度之间的关系从另一个常见的结果财产的气体压缩性:大气膨胀(和合同)减少(或增加)的压力。大气压力结果的质量力对表面空气分子受到重力加速度;换句话说,上方的空气的重量。

地球的平均海平面压力是1011年百帕斯卡(hPa),但可以有相当大的局部变化。因为大气中可压缩,空气分子更紧凑更接近表面,从而增加空气的密度和压力在低海拔地区。与空气密度,压力随高度的增加而降低的速率减小。大约一半的气氛是低于3.5米的高度。(5.5公里),对应于一个500 hPa的压力。近90%的大气是低于10英里(16公里)和100 hPa的压力。

密度和压力相比,大气的结构根据热特性比较复杂。各种大气气体和之间的交互来自太阳的辐射能和地球导致截然不同的变化垂直温度曲线。基于这些热变化,大气中通常分为四个主要的层称为对流层、平流层,中间层,热大气层。

对流层包含了大气的最低部分,从表面到平均身高7.5米。(12公里)。的温度

对流层是主要影响辐射能交流从底层表面。空气分子的进一步远离表面,气氛将温暖越少。对流层温度随高度平均每1000英尺3.5华氏度。(每公里6.5摄氏度),测量称为正常的温度梯度。对流层的顶部,称为对流层顶,等温层,零递减率地区,温度不会改变高度。对流层顶发生在高度5.6 - -9.9米不等。(9到16公里),根据纬度和季节。

超出了平流层对流层顶的谎言。在这个地区,等温层给温度随高度增加或逆温层。这气温上升是因为局部浓度的臭氧(O3)分子发现9-19 mi。(15到30公里)。地球表面上方。这些分子吸收紫外太阳辐射温暖平流层。

平流层变暖约30 mi终止。(50公里。)在平流层顶,这标志着过渡区平流层与中间层要冷得多。在中间层,气温随高度迅速降低。这一层包含大气的温度最低,平均零下130华氏度(- 90摄氏度)以上50英里(80公里)。。这些低点达到中气层顶,中间层和热大气层之间的边界。

热电离层代表外地球的大气层。气温随高度这一层大幅增加的吸收太阳能由氧分子(O2)相对较少。

而温度可以注册值超过1800华氏度(1000摄氏度),热电离层持有一个微不足道的热量由于大气气体的密度极低。热电离层(和上中间层)还含有大量离子和自由电子的浓度在子层称为电离层。50 - 250米之间。(80 - 400公里),这些电离分子与来自太阳的带电粒子产生灿烂的光显示高纬度地区称为北极光(北极光)或极光aus-tralis(南极光),分别在北半球和南半球。

参见:大气成分;极光;中间层;平流层顶;平流层;热大气层;对流层顶;对流层。

参考书目。爱德华Aguado和J.E.伯特,了解天气和气候(2006年,Prentice Hall);raybet雷竞技最新今天C.D. Ahrens、气象(汤森布鲁克斯/科尔,2007)。

吉尔克里科尔曼波尔州立大学

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